潜在的失效模式及后果分析（FMEA）

潜在的失效模式及后果分析（FMEA）

1. 概论

1.1什么是FMEA?

     潜在的失效模式及后果分析（英文：Potential Failure Mode and Effects Analysis.简称 FMEA）。是在产品／过程／服务等的策划设计阶段，对构成产品的各子系统，零部件，对构成过程，服务的各个程序逐一进行分析，找出潜在的失效模式，分析其可能的后果，评估其风险，从而预先采取措施，减少失效模式的严重程度，降低其可能发生的概率，以有效地提高质量与可靠性，确保顾客满意的系统化活动。

FMEA是一种系统化的工作技术和模式化的思考形式。

FMEA就是及早地指出根据经验判断出的弱点和可能产生的缺陷，及其造成的后果和风险，并在决策过程中采取措施加以消除。

FMEA是一个使问题系统地得到合理化解决的工具，实际上也是目前全世界行之有效的预防手段，实施FMEA就是根据经验和抽象思维来确定缺陷，在研究过程中系统地剔除这些缺陷的工作方法，它可划分为三个方面：

SFMEA－系统FMEA

DFMEA－设计FMEA

PFMEA－过程FMEA

1.2  FMEA的历史

世界上首次采用FMEA这种概念与方法的是在20世纪60年代中期美国的航天工业。进入70年代，美国的海军和国防部相继应用推广这项技术，并制订了有关的标准。

70年代后期，FMEA被美国汽车工业界所引用，作为设计评审的一种工具。1993年2月美国三大公司联合编写了FMEA手册，并正式出版作为QS9000质量体系要求文件的参考手册之一，该手册于1995年2月出版了第2版。1994年，美国汽车工程师学会SAE发布了SAE J1739－潜在失效模式及后果分析标准。

FMEA还被广泛应用于其他行业，如粮食、卫生、运输、燃气等部门。

1.3  为什么要进行FMEA?

工程中大量的事实证明，由于策划设计阶段疏忽，分析不足，措施不够，以至造成产品／过程／服务等投入运行时严重程度不同的失效，给顾客带来损失，甚至产生诸如“挑战者”号航天飞机爆炸的惨痛事故。因此，事先花必要的时间对产品／过程进行充分的潜在失效模式与后果分析，能够大大减少事后产生失效而带来的风险与损失。

FMEA有助于对设计中问题的早期发现，从而避免和减少晚期修改带来的损失，使开发的成本下降。

产品设计的FMEA还有助于可制造性和装配性的早期考虑，利于实施同步工程技术。

FMEA有助于采用更有利的设计控制方法，为制订试验计划，质量控制计划提供正确的、恰当的根据。

由多方面人员组成的小组所进行的FMEA能够发挥集体的经验与智慧，使设计表现出组织的最佳水平，提供了一个公开讨论的机会。

FMEA是一个组织的经验积累，为以后的设计开发项目提供了宝贵的参考。FMEA还是识别特殊特性的重要工具。FMEA的结果也是用来制订质量控制计划。

FMEA给出的失效模式的风险评估顺序，提供改进设计的优先控制系统，从而引导资源去解决需要优先解决的问题。

FMEA的文件化，使它成为重要设计文件之一，并成为设计评审的重要内容。

因此，FMEA已成为现代质量策划的重要工具，而被广泛应用。

1.4  由谁来做FMEA?

FMEA既然是设计工作的一部分，自然应该由负责设计的工程师或工程师小组负责。但要完成好FMEA工作，非常关键的是要发挥集体的智慧。因此，FMEA的成功必须依靠小组的共同努力。必须组成一个包括设计、制造、装配、售后服务、质量及可靠性等方面的专家小组。与设计有关的上游（如下一个相关系统的设计师）的部门也将被吸收参加小组的工作。

1.5  什么时候做FMEA?

FMEA旨在及早识别出潜在的失效，因此愈早开始愈好。一般来说，在一个设计概念形成，设计方案初步确定时应该开始FMEA初稿的编制。

随着设计活动的展开，在设计的各个重要阶段，对FMEA的初稿进行评审，不断进行修改。

FMEA作为设计活动的一部分，应该在设计任务完成（如设计图样完成，过程设计文件完成）之时完成FMEA工作。

FMEA是一个动态文件，在整个产品寿命周期内，根据反馈信息，在进行设计修改时对FMEA进行重新评审和修改。要注意，任何为改进系统某一问题而进行的设计修改活动，都要谨慎地评审它对系统，对相关的部分的影响。因此对相关的FMEA（DFMEA，PFMEA等）都要进行重新评审，并做必要的修改。

1.6  失效链

一个潜在的失效事件的发生，如果没有采取或来不及采取或事实上不可能采取措施，而使之引起下游系统或相关系统产生链琐失效事件，我们称之为“失效链”。

根源模式

环境条件

                                              中间模式                                  

                                                       最终模式

可以看出：

1. 水箱支架强度不足而造成的支架断裂是这个失效链的根源。
2. 道路不平引起的车体振动与扭转是引起支架断裂的环境条件，但不能视为失效的内在原因。因为汽车在不平道路上行驶是正常的输入条件。
3. 失效链中，上一个失效模式是下一个失效模式的起因，下一个失效模式是上一个失效模式的后果。
4. 在没有任何措施情况下，失效将发展到最终的模式。最有效的措施是不让支架断裂这一根源模式发生。在失效链中任何环节采取“切断”措施，如在水箱与发动机（假设风扇安装在发动机上）之间增加撑杆，保证风扇不与水箱碰撞，可以防止失效链的发展。但这种措施是否合理要认真评审。
5. 失效链的发展常常会有分支，有时分支的链也会产生更加严重的后果失效模式。

以上这些概念对进行FMEA活动时，将十分有帮助。

1.7  顾客的广义概念

     在FMEA中，多处要涉及“顾客”的概念。广义的“顾客”。

包括：

最终顾客：产品／服务的使用者。

直接顾客：下一道工序或用户。

中间顾客：下游工序或用户。

其他凡是产品／服务受益或受损害者均在广义顾客概念之中。

1.8   DFMEA与PFMEA的联系

      DFMEA与PFMEA既有明确的分工，又有紧密的联系，有以下几点需要注意：

1. 产品设计部门的下一道工序是过程设计，产品设计应充分考虑可制造与可装配性问题，由于产品设计中没有适当考虑制造中技术与操作者体力的，可能造成过程失效模式的发生。
2. 产品设计FMEA不能依靠过程检测作为控制措施。
3. PFMEA应将DFMEA作为重要的输入。对DFMEA中标明的特殊特性也必须在PFMEA中作为重点分析的内容。

2. 产品设计FMEA（DFMEA）

2.1  DFMEA的准备工作

1. 建立小组。
2. 必需的资料，例如：

• 经由质量功能展开（QFD）而得到的设计要求；
• 产品可靠性和质量目标；
• 产品的使用环境；
• 以往类似产品的失效分析（FMA）资料；
• 以往类似产品的DFMEA资料；
• 初始工程标准；
• 初始特殊特性明细表。

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零  件                      连接方法

A.灯罩                      1.不连接(滑动配合)

B.电池(2节电池)             2.铆接

C.开/关  开关               3.螺纹连接

D.灯泡总成                  4.卡扣装接

E.电极                      5.压紧装接

F.弹簧

1. 所要分析的系统、子系统或零部件的逻辑框图。它标明信息、能量、力、流体等的流程。明确该系统的输入、过程及输出。表示系统内零部件的联接和关系。

附录1是